系留球载光学影像的草原牲畜数量自动核算方法

开展草原放牧型牲畜数量的精准分类核算对评估草地的实际载畜能力、评估草原资源风险等应用具有重要意义。系留气球可提供定点驻空的观测平台,具有载重量大、驻空时间长的特点,对于重点地区的草地载畜量监测具有重要应用价值。系留气球载荷通常是以较大倾角斜视观测,不同观测角度下图像的分辨率存在差异,且出现目标的模糊与粘连现象,对牲畜数量核算带来较大挑战。针对上述问题,提出了一种基于异常检测与模糊均值聚类的球载可见光影像牲畜数量核算方法,通过异常检测算法将牲畜目标与草地背景区分,并采用形态学方法去除噪声点,利用模糊均值聚类算法计算目标的中心位置并进行数量统计。通过基于2种球载光学相机载荷获取的牲畜影像中对1376头羊与273头牛的数量核算试验结果表明,所提方法对羊与牛的数量核算精度分别为90.5%与94.1%,总计核算精度93.0%,比目前主流的深度学习目标检测算法得到的核算精度(77.9%)有明显提升,对不同角度获取的影像的牲畜核算有较好的适应性,对草原牲畜数量核算与草地载畜量估计应用具有重要价值。